1 陕西省交通规划设计研究院 西安 710065；2 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 西安 710000
摘要：为了研究红外与微波加热对路面热修复过程中沥青性能的影响，研究进行了不同加热时间下马歇尔试件内外温度测试，回收沥青的技术性能测试，结果表明采用微波加热的方式不仅能够使路面加热更加均匀，同时还能有效的减小加热过程中沥青的老化程度。
关键词：沥青；老化；微波
1 背景
近年来国内外发展了中对路面进行就地加热、撒布再生剂，再碾压的沥青路面就地热修复技术。加热方式有红外线加热、丙烷辐射家人以及微波加热灯一系列的方法，其中红外加热和微波加热业已被证实能够有效的减少气态烃以及微粒的排放，是一种相对环保的加热方式。
沥青的老化主要包括其降低到薄膜后在较高温度下的短期老化与长期老化等两方面。而经过了短期与长期老化后的沥青在红外加热和微波加热过程中也不可避免的出现了沥青材料的在再次老化问题。尽管在加热过程中会补充沥青轻质组分来控制减小老化所带来的组分损失，但原有沥青老化确不可避免。
本文在通过试验的基础上，对红外加热和微波加热过程中沥青的粘结剂的老化规律进行总结与对比，旨在为施工单位在进行加热方式选择上提供理论指导。
2 试验设计
试验原材料，本文选择辉绿岩作为集料，石灰岩矿粉为填料，进行AC-13沥青混合料设计，级配材料规范中值，油石比为5.0。此外选择了KLMY90#基质沥青、中海90#基质沥青、齐鲁石化90#基质沥青等三种沥青进行对比，其技术指标见下表1。
表1 沥青技术指标
利用上述原材料，制备AC-13沥青混合料马歇尔试件，并在试件制备过程中在试件物理中心与表面均匀埋置三个温度传感器，然后分别进行红外线加热及紫外线加热，加热时间依据前期经验，红外加热马歇尔试件至120-130℃需要720s，加热至150-160℃需要1020s，微波加热马歇尔试件至120-130℃需要300s，加热至150-160℃需要390s左右。
实验过程中采集并分析温度数据，对采取两种不同加热方法后的沥青混合料试件，进行沥青抽提试验，并进行沥青技术性能的对比与分析。
3 试验结果
对试验过程的温度数据采集与分析的结果如下表2所示。
表2 试验过程中的温度分布
从上表不难看出，在加热过程中，无论是红外加热，还是微波加热，沥青混合料马歇尔试件的内外温度均各不相同，表现为内低外高。对于红外加热与微波加热，红外加热所造成的内外部温度差较大，在目标温度125℃时，内外最大温差达到了50℃左右。而微波加热则相对均匀些，内外最大温差为20-25℃左右，是红外加热的一半左右。当目标温度为155℃时，也具有类似的结果。这说明相对于红外加热，微波加热对沥青混合料内外温度的提升相对均匀。
当沥青混合料达到目标温度155℃后，分别利用红外加热和微波加热保持沥青混合料在该温度下达2h、4h、6h、8h，然后采用阿布森法进行沥青抽提，抽提后沥青进行三大指标的检测，检测结果如下图1所示。
从上图1可以看出，随着加热时间的延长，针入度逐渐减小，软化点逐渐升高，延度逐渐降低，表明无论是红外加热还是微波加热，对沥青混合料的中沥青均存在一定的老化作用。但横向对比红外加热与微波加热，不难发现微波加热所造成的沥青技术性能的降低比红外加热要小的多。对于KLMY90#、中海90#以及齐鲁石化90#沥青，在加热8h时针入度的降低率，微波加热要比红外加热分别小4.5%、6.7%和8.9%；对延度，这一数值为13.5%、8.4%和11.1%；对于软化点，这一数值为10.8%、7.7%和10.1%。
图1 不同加热方式、时间下的沥青技术性能
4结语
路面热修复过程中，沥青会遭受进一步的老化，采用微波加热的方式不仅能够使路面加热更加均匀，同时还能有效的减小加热过程中沥青的老化程度。
参考文献
[1] 张文刚，师郡.沥青混合料室内加速热氧老化特性与预估[J].科学技术与工程，2017，17（24）：279-282.
[2] 何东坡，李欣，姜利等.纳米TiO2对沥青混合料紫外老化性能的影响[J].公路，2015，1：174-177.
论文作者:郭佩1,邹玲2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/7
标签：沥青论文; 微波论文; 温度论文; 过程中论文; 马歇尔论文; 路面论文; 均匀论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;